混凝土振动搅拌机理和工业应用的探讨

摘 要：混凝土的应用较为广泛，随着国家城市化的发展建设，混凝土行业的重要性会不断提升，未来混凝土的需求量不断扩大，因此本文针对混凝土振动搅拌机理和工业应用进行了全面的分析。本文首先对混凝土振动搅拌机理进行了简单的分析研究，然后提出了一种新的混凝土振动搅拌机，并且从可靠性、工作性、最佳搅拌时间、减水泥这四个方面展开具体实验，具体分析混凝土振动搅拌机在工业中的应用情况。

关键词：振动搅拌主机；工作性能；最佳搅拌时间

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.023

0 引言

现阶段在混凝土行业中普遍采用的都是普通静力搅拌方式，虽然随着科学技术的发展，振动搅拌方式正在逐渐的普及，但是国家缺少混凝土振动搅拌机自主研发品牌，在实际工程中无法保证混凝土质量，给整个工业生产行业带来较大的风险。随着国家城市化发展政策的落实，建立资源节约型和环境保护型社会成为了现阶段的重点内容，因此，必须要全面提升水泥资源利用率，减少工业生产带来的环境污染。

1 混凝土振动搅拌机理的分析研究

混凝土振动搅拌机以混凝土振动搅拌为主，其本身以振动搅拌为主，而振动搅拌本身就会对混凝土的各种性能造成影响，分别为：混凝土结构-流变特性、水泥团粒的破坏、粗骨料表面的净化、粘接强度、气相生成物、低效区的改善机理、多材料的适应性机理。其中普通静力搅拌方式本身存在这一定的不足，其中微观性较差、界面联接强度较低、搅拌质量较差，速度较慢，效率较低，而在振动搅拌方式下，混凝土在搅拌过程中，对以上几个方面的影响较低，可以满足混凝土搅拌要求，为了将混凝土振动搅拌机理真正的转化为工业产品，本文针对某公司研发设计出来的1m3振动搅拌主机的50m3/h混凝土搅拌设备进行了实验分析[1]。

2 混凝土振动搅拌机工业应用分析

（1）工业样机试验研究。为了进一步验证混凝土振动搅拌机的工业原理，让其在实际的工业应用中得到全面的应用，本文针对装有1m3振动搅拌主机的50m3/h混凝土搅拌设备进行了具体的工业试验。选择了两种不同强度的混凝土进行设计，并且根据行业的标准规定，进行系数取值，保证试验数据的准确性。

（2）可靠性工作性测试。在对该混凝土振动搅拌机进行可靠性工作性测试过程中需要进行四个项目，分别为样机安全检查、样机安装、样机空载检查以及样机加载测试，在试验过程中后两个实验项目需要重点检查，空载检查至少要让样机空载运转三十分钟，而在加载测试中需要按照固定的投料量进行搅拌试验，每隔1h对振动电机、搅拌电机进行观察，以此记载故障发生的情况。其中可靠性实验中的不同投料的量如下：石头投料量：1480kg，砂投料量740kg。首先是工作性能测试，从振动搅拌和普通静力搅拌两个方面展开分析，分别判断混凝土振动搅拌机的工作周期、坍落度、残留率和生产率，并且对混凝土拌合物的匀质性和机构功率进行测试后发现，在不同的搅拌方式下，空载时电机工作较为平稳，而在满载时会出现卡料现象，而在对两种搅拌方式的单位能耗进行计算后得出，P分别为：0.356度和0.327度，由此可知，工作性能满足国家标准，能耗可以控制在标准范围内。然后是可靠性测试，在可靠性测试中需要对混凝土试模、振动台、含气量测定仪、电流记录仪、压力试验机进行测试，測试表明，虽然部分仪器存在故障，但是样机在故障排查和改进后，混凝土振动搅拌机整体运作良好。

（3）最佳搅拌时间测试。在最佳搅拌时间测试中，要对两种不同的搅拌方式进行测试，分别为：振动搅拌和普通静力搅拌，在同一个水泥强度下，每个搅拌方式测试三次，三次的搅拌时间各不相同，分别为：35s、45s、55s，观察具体的搅拌效果，得到最终的最佳搅拌时间[2]。在最佳搅拌时间测试中，需要参考的评价指标包括了匀质性、强度、平稳性等，其中平稳性指标需要利用振动搅拌机的电流平均值和方差进行表示。根据试验结果可知，其中在振动搅拌时间为45s时，振动抗压强度比普通静力搅拌抗压强度提高了40%，将相关数据绘制成曲线后发现，不论是何种搅拌方式，评价指标都能够满足国家标准要求，也就是说搅拌方式上从宏观上看没有较大的差别，微观上差别较大，通过具体的试验数据可知，最佳搅拌时间为45s。

（4）减水泥的试验测试。减水泥试验测试主要是在减少水泥用量的情况下，判断搅拌质量是否满足使用要求，该试验要在确定最佳搅拌时间后，对不同强度的水泥进行试验，和最佳搅拌试验相同，在同一水泥强度和搅拌方式下，对三种不同的水泥减少量进行测试，三次水泥减少量依次为：5%、10%、15%。由上可知，最佳的搅拌时间为45s，在此基础上对C20和C35轻度的混凝土进行减水泥试验后发现，当水泥强度为C20时，水泥减少量在5%-10%之间没抗压强度没有明显的变化，而当水泥减少量为15%时，振动搅拌的平均抗压强度满足要求，但是普通搅拌时混凝土抗压强度会随着水泥减少量的增加而不断降低，强度系数也会高于搅拌振动。而在C35强度的混凝土减水泥试验后发现，各测试指标的变化趋势走向和C20混凝土相同，因此可知，混凝土强度对减水泥后的搅拌质量没有影响，结论基本相同。通过上述三个实验内容可知，混凝土振动搅拌机在工业应用中，可以提高混凝土强度，降低强度离差系数，微观匀质状态也相对较优，可以有效提高水泥利用率，节约资源，提高工业效率。

3 总结

综上所述，随着国家工业的不断发展，在混凝土生产、搅拌装备销售上逐渐跻身于世界前列，但是从整体发展水平上看，国家混凝土振动搅拌机的技术水平较低，消耗较高、微观匀质性较差，混凝土生产行业发展较为缓慢。因此本文从混凝土振动搅拌机的工作原理出发，设计形成1m3振动搅拌主机的50m3/h混凝土搅拌设备，并且进行试验，判断实际应用情况，得出采用机械装置振动是目前经济性较强的搅拌方法。

参考文献：

[1]姚泽琛，孔鲜宁.双卧轴混凝土振动搅拌机带轮防护罩结构改进[J].建设机械技术与管理，2017（09）：77-80.

[2]冼巧凤，韩香.振动搅拌技术有了“智囊团” ——振动搅拌应用技术创新联盟路面专家委员会成立[J].中国公路，2017（20）：98.

作者简介：罗玉全（1986-），男，广西北流人，本科，助理工程师，从事机械设计与制造工作。